キャビネットを溶かさずに滅菌する方法
キャビネットを滅菌する際、厄介な問題があります。病原体を殺すためには高い温度が必要ですが、キャビネット自体を焼き尽くしてしまってはいけません。そうすると、キャビネットの構造が歪んだり、本来壊してはいけない部分が溶けてしまったりします。
そのため、私たちはニクロムを利用した赤外線ヒーターを使用しています。
一般的には、従来の抵抗コイルが使われていますが、これらは反応が遅いです。電源を入れてから、所定の温度になるまで数分待つ必要があります。一方、赤外線ヒーターは異なります。電磁波を利用して、直接物体の表面に熱を与えるので、ほぼ瞬時に効果が現れます。
「セカンドレベルの対応」が重要な理由
私たちがこのようなヒーターを作るのは、「セカンドレベルの対応」という目的のためです。
具体的には、ニクロム線を高純度の石英ガラスで覆っています。この石英ガラスは熱をほとんど保持しないため、スイッチを入れた瞬間にヒーターが最高温度に達します。
つまり、ケース内の空気が温まるのを待つ時間が不要です。直接、赤外線放射によって細菌を殺菌できるのです。
鍵となるのはワット密度です。この高い出力を狭い管の中に集中させることで、迅速にオンオフできる高強度の熱源が生まれます。これは、冷却するのに時間がかかる重厚な鋳鉄製やセラミック製のヒーターとは大きく異なります。
設計の詳細
私たちはニクロムを使用するのは、その表面に保護的な酸化層が形成されるからです。これにより、高温になってもヒーターが壊れるのを防げます。また、石英ガラスを併用することで、短波長の赤外線がエネルギーを吸収することなく直接通過できます。
ただし、注意点があります。これらのヒーターは非常に高温になります。
もし、十分な空間のないキャビネットに設置してしまうと、プラスチック部品が溶けたり、キャビネットの構造が歪んだりしてしまいます。必ず、オンになったときの急激な温度上昇に対応できるように、適切な風量を確保してください。
全体をまとめる
これらのヒーターを制御システムに組み込むのは簡単です。通常の抵抗負荷と同じように動作します。
パルスを処理するためには、高速なSSR（固体状リレー）を使用することをお勧めします。これにより、正確な滅菌温度を設定でき、キャビネットの内部を損傷させることがありません。